유전체로 충진된 확산기를 이용한 전자파 잔향실 내의 전자기장 균일도 향상 연구

Improvement of Field Uniformity in the Reverberation Chamber Using Diffusers Filled with Dielectric Material

  • 김혜광 (한양대학교 전자전기제어계측공학과) ;
  • 이중근 (한양대학교 전자전기제어계측공학과) ;
  • 임욱채 (한양대학교 전자전기제어계측공학과)
  • Kim Hye-Kwang (Department of Electronic and Electrical, Control and Instrumentation Engineering, Hanyang University) ;
  • Rhee Joong-Geun (Department of Electronic and Electrical, Control and Instrumentation Engineering, Hanyang University) ;
  • Lim Wook-Chae (Department of Electronic and Electrical, Control and Instrumentation Engineering, Hanyang University)
  • 발행 : 2005.12.01

초록

본 논문은 MWO(Microwave Oven)의 동작 주파수로 사용되는 2.45 GHz 대역에서, 전자파 잔향실 내의 전기장특성 향상 및 시험 공간 확장에 관한 연구이다. 잔향실 내부에서의 전자기장 균일성을 확보하기 위하여, Sch-roeder 방식의 Quadratic Residue 확산기(diffuser)를 사용하였고, 전자기장 분포 해석을 위해 FDTD(Finite Difference Time Domain) 수치 해석 방식을 이용하였다. 잔향실 내부의 확산기는 도체로만 설계된 것(Type 1)과 유전체 및 도체를 같이 사용한 것(Type 2, 3)으로 설계하였다. 해석 결과 유전체를 사용한 확산기는, 유전체 없는 확산기의 전기장 특성을 유지하면서 확산기의 물리적 크기를 줄일 수 있었고, 특히 Type 3 확산기에서는 동일한 물리적 공간에 더 많은 주기의 확산기를 설계할 수 있어, 시험 공간 확장, 잔향실의 편파 특성, 편차 및 공차등의 성능이 가장 좋은 것을 확인하였다.

Analysis on the field uniformity inside of a reverberation chamber was done at 2.45 GHz which is an operating frequency of MWO(Microwave Oven). The Schroeder's Quadratic Residue Diffuser was designed for the chamber, and 3 different types of diffusers have been investigated using the finite-difference time-domain(FDTD) method for the field characteristics of each type. Type 2 and 3 diffusers were filled with dielectric material, and the size of these could be designed smaller than Type 1, without degradation of field characteristic. Type 3 diffuser shows better results among the three types of diffusers in view of increased test region and better field uniformity.

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참고문헌

  1. M. L. Crawford, G. H. Koepke, 'Design, evaluation and use of a reverberation chamber for performing electromagnetic susceptibility/vulnerability measurements', NBS Technical Note 1092, National Bureau of Standards, Apr. 1986
  2. IEC 61000-4-3: Annex XX: Alternative method reverberation chamber method(Doc77B/215/CD)
  3. Sam-Young Chung, Joong-Geun Rhee, 'Field uniformity analysis of reverberation chamber by FDTD simulation method', IEC/CISPR, St. Petersburg, Russia, May 2000
  4. 이광순, 이중근, 정삼영, '전자파 확산방식을 이용한 잔향실 내부의 필드 분포 해석', 한국전자파학회논문지, 11(5), pp. 839-848, 2000년 8월
  5. 이광순, 이중근, 정삼영, 김성철 'Schroeder Diffuser를 이용한 전자파 잔향실 내부의 필드 해석', 춘계마이크로파 및 전파학술대회 논문집, 23(1), pp. 497-500, 2000년 5월
  6. 이광순, 이중근, 정삼영, 김혜광, '전자파 잔향실의 필드 균일성 확보를 위한 Shroeder 방식의 Diffuser 설계', 한국음향학회 학술대회 논문집, 19(1(s)), pp. 211-214, 2000년 7월
  7. 이광순, 이중근, 정삼영, 김성철, 'Diffuser 배열에 따른 전자파 잔향실내 필드 편파 특성 향상', 춘계마이크로파 및 전파 학술대회 논문집, 23(2), pp. 263-266, 2000년 9월
  8. 정삼영, 이광순, 이황재, 이중근, '전자파 장해 및 복사 내성 측정용 전자파 잔향실 내부의 필드 특성', 국방부 학술대회 논문집, pp. 58-62, 2000년 9월
  9. EN 61000-4-3, EMC, Part 4. Testing and measurement techniques, Section 3. Radiated RF, electromagnetic field immunity, 1997
  10. Markus Petirsch, Adolf Josef Schwab, 'Investigation of the field uniformity of a mode-stirred chamber using diffusers based on acoustic theory', IEEE Trans. EMC, vol. 41, no. 4, Nov. 1999
  11. Madan Mehta, James Johnson, Architectural Acoustics Principles and Design, Prentice Hall, 1999
  12. David M. Pozar, Microwave Engineering, John Wiley & Sons, Inc., 1998
  13. K. S. Yee, 'Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's equations in isotropic media', IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 14, pp. 302-307, 1966 https://doi.org/10.1109/TAP.1966.1138693
  14. A. Taflove, M. E. Brodwin, 'Numerical solution of steady-state electromagnetic scattering problems using the time dependent Maxwell's equation', IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 23(8), pp. 623-630, 1975 https://doi.org/10.1109/TMTT.1975.1128640
  15. G. M. Smith, Numerical Solution of Partial Differential Equation: Finite Difference Method, 8th Edition, Oxford Clarendon Press, 1985